主な栄養グループ

一次栄養群は、生命、成長、生殖に必要なエネルギーと炭素源に応じて栄養モードに関連して分類された生物のグループです。エネルギー源は光または化合物であり、炭素源は有機または無機起源です。^[1]

好気呼吸、嫌気呼吸、発酵（基質レベルのリン酸化）という用語は、主要な栄養グループを指すものではなく、好気呼吸におけるO ₂や硝酸塩（NO）など、特定の生物における電子受容体の異なる使用を反映しているだけです。⁻
₃）、硫酸塩（SO²⁻⁴
_...）または嫌気呼吸におけるフマル酸、または発酵におけるさまざまな代謝中間体。

光栄養生物は光受容体で光を吸収し、それを化学エネルギーに変換します。
化学栄養生物は化学エネルギーを放出します。

解放されたエネルギーは、ATP、炭水化物、またはタンパク質の位置エネルギーとして蓄えられ、最終的に移動、成長、生殖などの生命活動に使用されます。

植物や一部の細菌は、光の利用可能性に応じて光栄養性と化学栄養性を切り替えることができます。

有機栄養生物は有機化合物を電子/水素供与体として使用します。
無機栄養生物は無機化合物を電子/水素供与体として使用します。

還元当量（電子供与体）からの電子または水素原子は、光栄養生物と化学栄養生物の両方において、ATP合成（従属栄養生物）または生合成（独立栄養生物）の同化プロセスでエネルギーを伝達する還元酸化反応において必要です。電子供与体または水素供与体は環境から取り込まれます。

有機栄養生物は、多くの場合、従属栄養でもあり、電子と炭素の両方の供給源として有機化合物を使用します。同様に、岩石栄養生物は、多くの場合、独立栄養でもあり、電子の無機源と CO _{2 を}無機炭素源として 使用します。

一部の岩石栄養細菌は、電子供与体の可用性に応じて、多様な電子源を利用できます。

好気性または嫌気性呼吸および発酵の異化プロセスに必要な電子受容体として使用される有機または無機物質（酸素など）は、ここでは考慮されません。

たとえば、植物はチラコイド膜を介した電子伝達系で水を電子供与体として使用するため、岩石栄養生物です。動物は有機化合物を電子供与体として使用して ATP を合成するため、有機栄養生物です (植物もこれを行いますが、これは考慮されません)。どちらも呼吸で酸素を電子受容体として使用しますが、この特徴は岩石栄養生物として定義するために使用されません。

従属栄養生物は、 成長と発達に必要な炭素を得るために有機化合物を代謝します。
独立栄養生物は二酸化炭素(CO ₂ ) を炭素源として 使用します

化学有機従属栄養 生物とは、成長と発達に必要な炭素を得るために有機基質を必要とし、有機化合物の分解からエネルギーを得る生物です。このグループの生物は、使用する有機基質と化合物の種類に応じてさらに細分化できます。分解者は、死んだ有機物から炭素と電子または水素を得る化学有機従属栄養生物の例です。草食動物と肉食動物は、生きている有機物から炭素と電子または水素を得る生物の例です。

化学有機栄養生物は、有機化合物の化学エネルギーをエネルギー源として利用し、糖（グルコース）、脂肪、タンパク質などの有機化合物から電子または水素を得る生物です。^[2]化学従属栄養生物は、細胞機能に必要な炭素原子もこれらの有機化合物から得ます。

すべての動物は化学従属栄養生物（つまり、化学物質をエネルギーと炭素源として酸化する生物）であり、真菌、原生動物、一部の細菌も同様である。このグループ間の重要な違いは、化学有機栄養生物は有機化合物のみを酸化するのに対し、化学無機栄養生物は無機化合物の酸化をエネルギー源として利用することである。^[3]

次の表は各栄養グループの例を示しています。^{[4] [5] [6] [7]}

*著者によっては、水源が水である場合に -hydro- を使用する人もいます。

無料辞書『ウィクショナリー』で「-troph」を調べてください。

共通の最後の部分-trophは、古代ギリシャ語のτροφή trophḗ (栄養) に由来します。

通常は単細胞生物である一部の生物は、例えばクロコッカス目における光合成独立栄養、光従属栄養、化学従属栄養など、異なる代謝モードを切り替えることができる。^{[13]別の例として、} ロドプスドモナス・パルストリスは酸素の有無にかかわらず成長でき、光、無機化合物、有機化合物をエネルギーとして利用できる。^[14]このような混合栄養生物は、光合成独立栄養生物や有機従属栄養生物よりも多くの資源を利用できるため、生息地を支配する可能性がある。 ^[15]

自然界にはあらゆる種類の組み合わせが存在する可能性があるが、その中には他のものよりも一般的なものがある。例えば、ほとんどの植物は光をエネルギー源として、水を電子供与体として、そして二酸化炭素を炭素源として使用する_{ため、光合成}独立栄養性である。すべての動物と菌類は有機物質を化学エネルギー源として、また電子供与体/水素供与体および炭素源として使用するため、化学合成有機従属栄養性である。しかし、一部の真核微生物は、1つの栄養モードだけに限定されない。例えば、一部の藻類は明るいところでは光合成独立栄養性で生息するが、暗闇では化学合成有機従属栄養性に切り替わる。高等植物でさえ、日中に光合成によって合成されたデンプンを夜間に利用して従属栄養呼吸する能力を保持している。

原核生物は、栄養分類の多様性を示します。[ ^16]たとえば、シアノバクテリアや多くの紅色硫黄細菌は、光をエネルギー源として、H ₂ Oまたは硫化物を電子/水素供与体として、CO _{2 を}炭素源として使用する光無機独立栄養性であるのに対し、緑色非硫黄細菌は光有機従属栄養性であり、有機分子を電子/水素供与体と炭素源の両方として使用します。^{[8] [16]}多くの細菌は化学有機従属栄養性であり、有機分子をエネルギー源、電子/水素源、炭素源として使用します。^[8]一部の細菌は1つの栄養グループに限定されていますが、他の細菌は通性であり、利用可能な栄養源に応じて1つのモードから他のモードに切り替わります。^[16]硫黄酸化細菌、鉄細菌、アナモックス細菌、およびメタン生成菌は、無機エネルギー源、電子源、および炭素源を使用する化学無機独立栄養生物です。化学有機従属栄養生物はまれです。従属栄養生物は、容易な電子源としても機能する有機基質が利用可能であることを意味し、岩石栄養が不要になるためです。光有機独立栄養生物はまれです。なぜなら、その有機電子/水素源は容易な炭素源となり、従属栄養となるからです。

合成生物学の取り組みにより、2 つのモデル微生物の栄養モードを従属栄養性から化学有機独立栄養性へと変換することが可能になりました。

• 大腸菌は遺伝子組み換えされ、実験室でCO2を唯一の炭素源として利用し、1炭素分子のギ酸を電子源として利用するように進化し_ました。 [ 10 ^]
• メチロトローフ酵母ピキア ・パストリスは、メタノールの代わりに_{二酸化炭素を}炭素源として利用するように遺伝子操作されたが、メタノールは細胞の電子源として残った。^[11]